二氧化钛俗称钛白粉(TiO₂)，是一种重要的化工原料，它不但物理化学性能十分稳定，而且还有优良的光学、电学性能和卓越的颜料性能，是当前最佳的一种白色颜料，与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性和化学稳定性特，别是没有毒性，钛白粉广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。

 钛白粉生产工艺

 目前钛白粉的生产主要有氯化法和硫酸法两种工艺。氯化法的主要流程是：将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生成四氯化钛，然后经高温氧化反应生成TiO₂颗粒和Cl₂；TiO₂颗粒经套管快速冷却后，由袋式过滤器收集后直接进行打浆、砂磨、包膜处理和干燥、超微粉碎等后处理过程，最终生成高品位的钛白粉。硫酸法的主要流程是：钛铁矿经酸解、净化水解、水洗、漂洗、盐处理及煅烧后生成二氧化钛。

  钛白粉工业生产方法主要有硫酸法和氯化法。硫酸法的优点是原料钛铁矿和硫酸价低易得，技术成熟，设备简单，防腐蚀材料易解决。其缺点是工艺流程长，以间歇操作为主，硫酸和水消耗高，废物及副产物多，对环境污染大。

 目前国内常规的硫酸法生产钛白粉工艺流程大致相同，主要包括钛铁矿粉碎工段、酸解还原工段(含酸解和还原、洗渣、澄清、结晶、分离、精滤、浓缩)、水解工段(含水解和冷却)、漂白锻烧工段(含漂白、水洗、盐处理、锻烧、粉碎)以及后处理工段(含润湿、化学处理、干燥及气流粉碎)等。

  硫酸法钛白粉生产工艺流程

  （1）钛铁矿粉碎。按照酸解工艺要求将钛精矿，用雷蒙磨将钛精矿磨至一定细度。

  （2）硫酸钛溶液制备。将浓度92%~94%的浓硫酸硫酸装入消解罐中并通入压缩空气，在搅拌的情况下加入细磨的钛精矿，完全反应后，用水浸出固相物（钛铁硫酸盐），浸出溶液用铁屑还原，将硫酸高铁还原成硫酸亚铁。

  （3）钛液的净化。钛液的净化包括沉降、结晶、分离、过滤等工序。①向钛液中加入沉降剂（主要絮凝剂是改性聚丙烯酰胺），除去钛液中的不溶性杂质和胶体颗粒。②冷冻结晶在冷冻锅中进行，使钛液降低至适当温度，从而使大量硫酸亚铁结晶析出。③冷冻后的钛液经离心机分离及抽滤池抽滤，得到初步净化稀钛液，最后将稀钛液压滤，进一步除去钛液中的不溶性杂质，得到符合生产需要的清钛液。

  （4）钛液浓缩。采用连续式薄膜蒸发器，在减压真空条件下蒸发掉钛液中的水分，以符合水解的需要。

  （5）水解。水合二氧化钛是由钛的硫酸盐溶液热水解而生成的，为了促进水解反应，并使得到的水合二氧化钛符合要求，一般引入晶种或自生晶种的方法。

  （6）水洗法将二氧化钛和母液分离，经过水洗后仍残留在水合二氧化钛中的最后一部分杂质则以漂洗来除去，即在酸性条件在将不溶物还原为可溶性物质，再进行二次水洗。

  （7）在盐处理锅中，在充分搅拌的情况下向偏钛酸浆液中加入碳酸钾和磷酸盐处理，可防止煅烧物料烧结，隐蔽杂质元素的显色，使煅烧产品颗粒松软，色泽洁白。

  （8）煅烧。盐处理后的偏钛酸在回转窑中经高温脱水、脱硫、及晶型转换等过程，得到具有颜料性能的钛白粉。

  （9）后处理生产工艺。钛白粉后处理的工艺技术核心是表面处理（俗称包膜），就是通过工艺，在粗品的颗粒表面“包覆”一层特殊的膜。

  ①打浆分散就是将粗钛白粉原料，通过辊压磨研磨与六磷酸钠溶液混合，再经分散机分散，进入分槽，搅拌分散成比较均匀稳定的浊液。

  ②湿法研磨；将搅拌后的分散均匀的钛白料浆，通过砂磨机，在研磨介质的作用下进行进一步研磨至要求的细度，然后进行分离。

  ③包膜；包膜是在包膜机中的一定温度、一定搅拌转速下进行的，通过加入表面处理剂，在颗粒表面包履一层特殊的膜，使特定的化学物质以“膜”形式附着在TiO₂基本粒子表面。

 ④洗涤；采用过滤及水洗的方法，去除经包膜处理的钛白浆液中的分散剂、水溶性盐及化学反应中的生成物等，以确保产品性能。

  ⑤干燥；在微粉碎前，还需要对钛白进行干燥，降低其水含量以满足用途需要。

  ⑥ 超微粉碎为保证产品颜料的分散性、光泽、着色力及抗老化性等性能，要对后处理的产品再经一次加工粉碎，将已絮凝的微粒重新分开。打包，待售。

  以钛铁矿为原料，每生产1t钛白粉，需1.75t含TiO₂ 55%的钛精矿，硫酸4.13t，工艺水111.5m³，电567.5kw·h，冷却水426.8m³。